渗井,是在地层中开凿立式孔洞,将地面水和上层地下水引向更深的地下层,符合自然渗水规律,是一种立式地下排水设施。
在多层含水的地基上,如果影响路基的地下含水层较薄,且平式盲沟排水不易布置时,可考虑设置立式渗水井,向地下穿过不透水层,将上层含水引入下层渗水层,以利用地下水扩散排除。实际应用中,多应用于将边沟排不出的水渗到地下透水层中而设置的充填砾石等粗粒材料井铺以倒滤层的竖井。

作用

渗井属于水平方向的地下排水设备。当地下存有多层含水层,其中影响路基的上部含水层较薄,排水量不大,且平式渗沟难以布置,可采用立式(竖向)排水,设置渗井。

渗井兼备排涝、集雨、因地制宜的综合优势,曾经是我国古城镇通用的排水设施,但因存在坍塌的隐患,现代大城市不再采用。对渗井进行安全性技术改造,将原有渗井以圆环体井管为器材、以井管支撑力加固井壁的方式,改变为井内加固结构由圆环体井管与四球体填充物组成,加固井壁方式由井管支撑力与圆球体填充物扩张力相结合,井上部以井管的支撑力固定式加固井壁,井的中下部以圆球体填充物的扩张力追踪式加固并壁。双力加固渗井的改造方案“道法自然”,建造与维护简便易行,可收事半功倍的效果。改造后的安全渗井,采用“雨沟——渗井”、“洼地——渗井”、“平地——渗井”基本模式,适用于城市各种地貌条件,可将城区雨水迅速地转化为地下水资源。任何一座城市,使用渗井将雨水全部引入地下,不仅能彻底解决水资源短缺问题,而且还可逐年增加地下水资源储量。

 

工作原理

渗井穿过不透水层,将路基范围内的上层地下水,引入更深的含水层中,以降低上层地下水位或者全部排除。
渗沟渗井用于降低地下水位或拦截地下水。当地下水埋藏较深或有固定含水层时,宜采用渗井。
填充料含泥量应小于5%,按单一粒径分层填筑,不得将粗细材料混杂填塞。下层透水层范围内宜填碎石或卵石,上层不透水范围内宜填砂或砾石。井壁与填充料之间应设反滤层。
渗井顶部四周用黏土填筑围护,井顶应加盖封闭。

 

渗井开挖应根据土质选用合理的支撑形式,并应随挖随支撑、及时回填。

分类及特点

渗井是立式孔洞,其露水面为立体分布,深度越深,则渗水面越大,渗水量也越大,与自然渗水面的平面分布相比,在相同的地面上,渗井的渗水量大于自然渗水量,且随着渗井深度加深,渗水量成倍扩大。
古今渗井有两大类,一类是人工井,由人力挖掘而成,由于人在井内作业的空间需要和安全需要,人工井均为大口径浅井,占地面积大、渗水面积小,古城镇的渗井多为此类,不适合土地利用率高的现代城市采用;一类是机井,由钻井机械挖掘而成,为小口径深井,选择不同的钻井机械所挖机井的规格不尽相同,常用机井口径在0.3m左右、深度在200m左右,占地面积小而渗水面积大。采用机井建造渗井,能更有效地利用地下空间,地面略大于井口就可建井,可以因地制宜、见缝插针,还可以充分利用城市现有设施,而不需要大超模地改变。

 

总之,渗井是自然渗水原理的运用,打开了雨水入地之门,也打开了地下水资源宝库之门,是对地下空间的有效利用,可以因地制宜建造,很适合土地利用率高的现代城市采用。

施工技术

(1)根据设计所确定的渗井位置,采用GPS或全站仪准确放出渗井中心,然后放出渗井轮廓;
(2)根据设计确定渗井护壁材料(混凝土或钢波纹管)结构厚度,对渗井轮廓适当扩大后,即可下挖渗井;
(3)当采用钢筋混凝土护壁时,下挖一定深度后,现场浇筑钢筋混凝土,等达到一定强度后,采用沉井的方式,在渗井轮廓内进行下挖,逐渐下沉护壁,并不断接高护壁,不断下挖,依次循环直至达到设计的渗井深度。
(4)当采用钢波纹管护壁时,可按渗井轮廓先下挖4m后,将组装完成的钢波纹管(高度4m)整体吊入渗井,就位准确后,采用亚粘土或亚砂土将钢波纹管外侧的空隙填充密实,确保钢波纹管与土壁的紧密接触;其次,再将组装完成的钢波纹管(缩径,高度3m),按照制作钢筋混凝土护壁的方法完成挖井和下沉钢波纹管后,再组装钢波纹管(缩径,高度3m),再下挖,直至达到渗井的设计深度。
(5)无论采用钢筋混凝土,还是采用钢波纹管护壁,均要求在施工中不断校正渗井的垂直度。

 

(6)在运营过程中,必须对下挖被交叉道路的边沟集水井排水管、渗井等,定期进行养护,一方面清除堆放于边沟、集水井、排水管、渗井中的杂物,另一方面清除集水井和渗井底部沉淀的泥土和杂物,从而保证水流畅通和正常的渗透作用。

经济效益

主线路基高度降低,经济效益显著:
(1)减少了路基永久占地;
(2)减少了路基填方工程量;
(3)取土场减少,减少了临时用地;
(4)减少了边坡防护和路侧护栏等工程数量;

 

(5)因通道增加而取消了上跨主线的分离式立交或天桥,以及因主线路基高度降低,使上跨主线分离式立交或天桥桥梁高度降低和其引道降低和减短。

社会效益

(1)路基边坡的圬工防护减少,植物防护增加,增加了公路与自然的融合。
(2)减少路侧护栏的工程数量,并通过路基边坡的进一步放缓,减少了事故车辆的损伤和二次事故的可能。
(3)对于农业以种植小麦、玉米、棉花和谷物为主的华北平原,节约土地意义重大。
(4)被交叉道路下挖并集中渗井方案的实施,可渗透或回灌补充地下水,有利于保护地质环境。

 

(5)路基填筑技术难度减少,施工方便,路基质量可得到保证。